بررسی تحلیلی اصطکاک منفی در گروه شمع

اصطکاک سطحی منفی در اثر نشست خاک نشست پذیر در اطراف شمع به وجود می آید. این نشست ممکن است در اثر تحکیم خاک ناشی از بارگذاری سطحی، پایین آمدن سطح آب زیرزمینی و اتلاف فشار آب حفره ای تولید شده در اثر کوبش شمع به وجودآید. بی توجهی به تاثیر نیروی فروکش بر شمع ها، ممکن است موجبات خرابی سازه و فونداسیون را فراهم سازد. اثبات شده که استفاده از گروه شمع موجب کاهش نیروی فروکش شمع در مقایسه با شمع منفرد خواهد شد و شمع های درونی نیروی فروکش کمتری نسبت به شمع های پیرامونی تحمل می کنند. در این پژوهش روشی تحلیلی با استفاده از روش قطعه به قطعه (ssm) جهت تحلیل شمع تحت اصطکاک سطحی منفی ارائه شده است. روش قطعه به قطعه روشی است که با توجه به لایه بندی خاک، شمع را به تعدادی قطعه تقسیم می کند و سپس با نوشتن معادلات نیرو و تغییرشکل هر قطعه و اعمال شرایط پیوستگی و شرایط مرزی، نیرو و تغییرشکل در طول شمع محاسبه می شود. جهت لحاظ کردن برهم کنش میان شمع های گروه، از تابعی کاهنده برای تعیین نشست خاک در فاصله شعاعی از شمع استفاده می شود. رفتار شمع و خاک الاستیک خطی فرض شده است. این روش با استفاده از سایر روش ها صحت سنجی شده و سازگاری خوبی را نشان می دهد. نتایج نشان می دهد که افزایش سختی خاک، کاهش طول شمع در لایه نشست پذیر، کاهش قطر شمع و کاهش سختی لایه بستر به کاهش نیروی فروکش و نشست در شمع منفرد می انجامد. همچنین در گروه شمع با کاهش فاصله محور به محور شمع ها و افزایش تعداد شمع ها نیروی فروکش و نشست در شمع ها کاهش می یابد.